Kleiner Hund, neue Tricks: Wie dieser Tierarzt die Beine der Welpen mit 3D-gedruckten Teilen glättet

Lucca, ein sandfarbener, 1-jähriger Shih Tzu, ist unbestreitbar süß – auch dank der winzigen Beine, auf denen er herumtrottet. Aber eines dieser Beine verursachte möglicherweise lebenslange Beschwerden für den Welpen. Lucca wuchs mit einem deformierten Unterschenkel auf, ein Zustand, der häufig bei kleineren Hunden, einschließlich Shih Tzus und Dackeln, zu finden ist: Zwei Knochen in seinem rechten Vorderbein entwickelten sich unterschiedlich schnell. Als der eine vorzeitig aufhörte zu wachsen, verhielt er sich wie eine Bogensaite und der andere drehte und krümmte sich. Zum Glück konnte Lucca von einer Spitzentechnologie in der Tierarztpraxis profitieren, bei der 3D-Druck verwendet wurde, um seine winzigen Knochen schneller und präziser als bisher zu fixieren.

Dr. Kevin Parsons, ein orthopädischer Kleintierarzt bei Langford Veterinary Services im englischen Bristol, nahm Computertomographie-Aufnahmen von Luccas Bein und schickte sie zu CBM Wales, einem Forschungszentrum für fortgeschrittene Fertigung, das Teil der University of Wales Trinity ist Saint David in Swansea. Diese Anlage, etwa eine Autostunde von der Parsons-Klinik entfernt, ist alles von Luftfahrtkomponenten bis zu medizinischen Geräten. In jüngerer Zeit hat das Unternehmen mit dem 3D-Druck von maßgeschneiderten chirurgischen Implantaten und „Anleitungen“ für den Veterinärmarkt begonnen.

Tierärzte nehmen in der Regel eine überraschende visuelle Einschätzung vor, wenn sie entscheiden, wo ein Knochen geschnitten oder wie er bearbeitet werden soll. “Früher war die Operation der Winkelfehlstellung an einer Röntgenaufnahme geplant, und im Operationssaal wurden Messungen vorgenommen”, sagt Parsons. “Dieser Prozess war ein komplizierter Prozess, der manchmal zu unterschiedlichen Ergebnissen führte.” Aber die digitalen chirurgischen Planungshandbücher und -implantate von CBM Wales helfen ihnen, genauere Osteotomien herzustellen – der medizinische Begriff für das Schneiden oder Entfernen eines Knochens. Mit CT-Scans von Luccas deformiertem Glied beispielsweise druckte CBM 3D eine Schneideführung – sie ähnelte gewissermaßen einem technischen LEGO – als eine Schablone, die Parsons beim Schneiden in den Knochen verfolgen sollte. Er konnte die Führung auf Luccas Beinknochen legen und dann durchschneiden, um einen Keil zu entfernen, damit der Knochen neu positioniert werden konnte.

Für einen anderen Hund entwickelte das Team ein maßgeschneidertes Wirbelsäulenimplantat und eine Führung, die es ihm ermöglichte, es am Knochen zu befestigen.

CBM hatte auch ein Titanimplantat mit 10 Schraubenlöchern gedruckt und mit einem Kurier versehen, damit Parsons ihn an Luccas verdrehtem 2-Zoll-Knochen befestigen konnte, um ihn in Position zu halten. Das maßgeschneiderte Implantat passte perfekt zu dem kleinen Hund – und schon nach ein paar Wochen war Lucca wieder dabei, seinem Besitzer nachzulaufen.

Parsons hat diese Technik in den letzten zwei Jahren weiterentwickelt, nachdem er eine Partnerschaft mit CBM Wales durch Dr. Ffion O’Malley, einen Mediziningenieur für fortschrittliche Fertigung in der Firma, eingegangen war. O’Malleys Hintergrund ist die Kieferchirurgie, die sich mit Defekten des menschlichen Kopfes und Halses befasst. Sie ist spezialisiert auf die Entwicklung von 3D-gedruckten Teilen, die als visuelle Hilfsmittel und chirurgische Anleitungen in Verfahren für Menschen dienen können. Neben der Gesichtsrekonstruktion können Ärzte jetzt auch den 3D-Druck verwenden, um beispielsweise maßgeschneiderte Hüftimplantate herzustellen.

Vor drei Jahren kam O’Malley zu CBM, die ihr Veterinärgeschäft aufbauen wollte. Ein gegenseitiger Kontakt empfahl, sich an Parsons zu wenden. Trotz der Tatsache, dass die meisten Patienten von Parsons winzig waren und ein Gewicht zwischen 7 und 12 kg hatten, stimmte der Chirurg zu, es zu versuchen. “Es schien für Hunde mit gebeugten Beinen anwendbar”, sagt er.

Das Erstellen von 3D-Teilen für die Operation von kleinen Hunden ist laut O’Malley weitgehend ähnlich wie beim Menschen – bis hin zu den nach ISO13485 akkreditierten Verfahren und Dokumenten.

“Die Technologie ist die gleiche”, sagt O’Malley. In ihrer Einrichtung druckt sie Teile für Hunde wie Lucca mit einer Arcam EBM-Maschine von GE Additive. Das Gerät verwendet einen Elektronenstrahl, um Metallpulver direkt aus einer Computerdatei in die gewünschte Form zu bringen.

Parsons erhält Fachempfehlungen aus dem gesamten Südwesten Englands und sieht in der Regel alle zwei Monate einen neuen Fall von Winkelfehlstellungen bei Hunden.

In Gesprächen mit Kunden bezeichnet O’Malley den Vorgang des Druckens von chirurgischen Führungen und Implantaten als „dreidimensionales Stichsägesystem“, da dabei geschnitten, neu positioniert, hinzugefügt und weggenommen werden müssen.

Die 3D-gedruckten Handbücher und Implantate von CBM bieten einen „kontrollierten und vorhersagbaren“ Prozess, sagt Parsons. Und sie sind besonders nützlich, wenn das Bein eines Hundes in eine unbequeme Richtung gebogen wird. “Manchmal müssen Sie das Beinende drehen, um die Drehung zu erreichen”, sagt Parsons und macht eine Drehbewegung mit den Händen.

Das Fixieren der Biegung in einem einzigen Vorgang bedeutet insgesamt eine schnellere Behandlungszeit. Dies kann dazu beitragen, die Kosten für die Implantate und die Designarbeit von CBM auszugleichen, betont Parsons. “Es gibt viele Probleme, die die Leute versuchen, Lösungen zu finden, die keine Lösungen schaffen”, sagt er.

O’Malley stimmt zu: “Wir versuchen den Chirurgen komplexe Probleme zu erleichtern.” Auch für Lucca.